Expérience à long terme - Long-term experiment
Une expérience à long terme est une procédure expérimentale qui se déroule sur une longue période de temps, afin de tester une hypothèse ou d'observer un phénomène qui se déroule à un rythme extrêmement lent. La durée considérée comme « longue » dépend de la discipline académique . Par exemple, plusieurs expériences agricoles sur le terrain ont duré plus de 100 ans, mais des expériences beaucoup plus courtes peuvent être qualifiées de « à long terme » dans d'autres disciplines. Une expérimentation est « un ensemble d'actions et d'observations », impliquant qu'un ou plusieurs traitements (engrais, cantines scolaires subventionnées, etc.) sont imposés au système étudié. Les expériences à long terme contrastent donc avec les études à long terme non expérimentales dans lesquelles la manipulation du système étudié est impossible ( grande tache rouge de Jupiter ) ou indésirable (observations de terrain du comportement des chimpanzés ).
En physique
L' Oxford Electric Bell sonne à l'Université d'Oxford depuis 1840, bien qu'il y ait des raisons de croire qu'elle a 15 ans de plus.
La Beverly Clock de l' Université d'Otago fonctionne depuis 1864.
L' expérience du pitch drop est en cours à l' Université du Queensland depuis 1927.
En botanique
L' expérience de germination de William James Beal est en cours depuis 1879. C'est la plus ancienne expérience en cours en botanique. Son achèvement est prévu en 2100.
L' expérience Godwin Plots dans la réserve de Wicken Fen dans le Cambridgeshire , en Angleterre, se déroule depuis les années 1920 et explore les différences entre les zones de végétation qui ne sont jamais coupées, et respectivement tous les quatre, trois ou deux ans et chaque année.
En recherche agronomique
Des expériences à long terme testent la durabilité de différentes pratiques agricoles, mesurée par les tendances de rendement sur des décennies. Les exemples incluent l' expérience Park Grass à la station expérimentale de Rothamsted (1843-présent), les parcelles Morrow (1876-présent) à l' Université de l'Illinois à Urbana-Champaign , Sanborn Field à l' Université du Missouri (1888-présent), les parcelles Magruder (1892-présent) à l' Oklahoma State University , Auburn's Old Rotation (1896-présent) et l' expérience Haughley (1939-1982 ?).
Des expériences à Rothamsted ont montré que "les rendements céréaliers peuvent être maintenus (et même augmentés) pendant près de 150 ans dans des monocultures de blé et d'orge recevant des engrais organiques ou inorganiques chaque année". Ces résultats montrent que des pratiques considérées comme non durables par certains défenseurs de l'agriculture durable peuvent préserver « la capacité d'une exploitation à produire à l'infini », au moins dans certaines circonstances. Mais même si la diversité des cultures dans l'espace ou dans le temps ( rotation des cultures ) et les intrants organiques ne sont pas toujours essentiels à la durabilité, il existe de nombreuses preuves à Rothamsted et ailleurs qu'ils sont souvent bénéfiques.
Une expérience dans les alpages est en cours en Suisse à Schynige Platte depuis les années 1920 et examine l'effet humain sur l'environnement alpin.
L'expérience Haughley était remarquable comme un exemple rare d'une expérience à long terme dans l'agriculture biologique sans apports externes de nutriments. Après environ 30 ans, cependant, il a été décidé de commencer à importer du fumier. Il existe un certain désaccord quant à savoir si une « baisse des rendements relatifs de la section organique » était due à un épuisement des éléments nutritifs du sol.
Diverses expériences à court terme ont utilisé des légumineuses (en symbiose avec des rhizobiums fixateurs d'azote ) comme source d'azote, mais de bons rendements à court terme ne prouvent pas que le système est durable. Le problème est que la libération d'azote de la matière organique du sol peut combler tout manque d'azote des légumineuses pendant une décennie ou plus. L'ancienne rotation a montré que l'azote des légumineuses peut équilibrer l'azote éliminé dans une culture récoltée sur le long terme. Un point clé est que l'azote dans les légumineuses n'a pas été éliminé, comme ce serait le cas avec une culture de soja, mais a été enfoui sous forme d'engrais vert. Dans l'ancienne rotation, l'engrais vert était cultivé pendant l'hiver pour fournir de l'azote à une culture d'été (coton); ce serait moins pratique dans les climats plus froids.
Les expériences agricoles à long terme qui ont été lancées plus récemment incluent les expériences de recherche à long terme sur les systèmes agricoles à UC Davis, commencées en 1993.
En microbiologie et biologie évolutive
En microbiologie
Au Centre britannique d'astrobiologie au sein de l' Université d'Édimbourg et à l'Institut de médecine aérospatiale avec le Centre aérospatial allemand , Charles Cockell et Ralf Möller ont établi « l'expérience de microbiologie de 500 ans » qui a commencé en juillet 2014 pour étudier la perte de viabilité de bactéries résistantes à la dessiccation sur de longues périodes. L'expérience implique l'étude de bactéries végétatives (la cyanobactérie extrêmement tolérante, Chroococcidiopsis sp.) et de bactéries sporulées ( Bacillus subtilis ).
L'expérience comprend deux boîtes en bois de chêne contenant des échantillons en double, à conserver à l'Université d'Édimbourg et au Natural History Museum . Tous les deux ans pendant les 24 prochaines années, des échantillons en triple des deux organismes contenus dans des ampoules en verre seront ouverts et le nombre de cellules viables dénombré. Le premier point de temps a été pris en 2014. Dans chaque boîte, l'expérience est dupliquée en une expérience de rayonnement de fond réduit et non réduit, un ensemble d'échantillons étant conservé dans une boîte en plomb pour réduire le rayonnement de fond, permettant ainsi l'impact du rayonnement. en combinaison avec la dessiccation sur la viabilité à étudier sur de longues périodes. Il était motivé par le désir de comprendre comment les microbes survivent à la dessiccation dans les déserts, les roches, le pergélisol et leur survie potentielle dans l'espace. La destruction et les voies de dégradation des biomolécules seront également étudiées. En plus de l'expérience de base, il existe une variété d'échantillons, y compris des plaques de gélose séchées et des endolithes, pour une étude sur de longues périodes.
L'une des caisses en bois a été livrée au Muséum d'histoire naturelle le 27 février 2015 et sera conservée au sein de la collection de cyanobactéries.
En biologie évolutive
Les expériences de Richard Lenski sur l' évolution d' E. coli sont en cours depuis 1988 depuis plus de 50 000 générations. Les expériences d'évolution du maïs sous sélection artificielle pour la teneur en huile et en protéines représentent plus d'années, mais beaucoup moins de générations (seulement 65).
Le renard argenté domestiqué , un programme d'élevage en cours depuis 1959 avec des résultats spectaculaires.
L'expérience "Dark Fly" lancée par Syuichi Mori (Université de Kyoto) en 1954 étudie l'évolution de la mouche des fruits commune élevée dans une chambre noire constante pendant 57 ans (plus de 1400 générations). En 2012, le troisième successeur de l'expérience Naoyuki Fuse a effectué le séquençage complet du génome de la souche et a signalé environ 5 % d'altérations de la souche sauvage.
En écologie
La National Science Foundation des États-Unis soutient un certain nombre d'expériences écologiques à long terme, principalement dans des écosystèmes moins directement affectés par l'homme que la plupart des écosystèmes agricoles. Voir LTER . Au Royaume-Uni, l' Ecological Continuity Trust s'efforce de promouvoir et de garantir l'avenir des expériences écologiques à long terme, en tenant un registre des expériences où des traitements ont été appliqués pendant au moins six ans.
Un certain nombre d'autres zones, parfois appelées parcs involontaires , peuvent être considérées comme des expériences écologiques de longue date, car elles ont été abandonnées par les humains et sont revenues à un état quasi sauvage . Il s'agit notamment de zones abandonnées pour des raisons politiques, telles que la zone démilitarisée coréenne , ou de contamination environnementale, telle que la zone d'exclusion de la centrale nucléaire de Tchernobyl .
En médecine et psychologie
La Framingham Heart Study est en cours depuis 1948.
L' étude Grant du laboratoire de développement des adultes du département de psychiatrie du Brigham and Women's Hospital , affilié à la Harvard Medical School , mène une étude longitudinale du développement humain des adultes en suivant deux groupes d'individus à mesure qu'ils vieillissent (268 diplômés de Harvard et 456 hommes du centre-ville de Boston ). L'étude est en cours depuis 1937 et est actuellement la plus longue étude sur la vie adulte jamais menée.